PCB流程简介-内层工艺介绍

Dry Film Structure Base Film (PE)基膜
PE膜
干膜（卷状）
Protection 护膜
Film
(PET)保
感
光
树
脂
层
感光树脂层+PET
干膜结构
压膜机（局部）
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1. 专业用语
1.3 湿膜
用于进行影像转移的液体感光油墨，因为是液体，所以称之湿膜。
湿膜的成分构成。
➢树脂 FILM FORMING BINDER ➢单体 MONOMER(S) ➢光起始剂 PHOTO-ACTIVE MATERIALS ➢染料 DYES ➢溶剂 SOLVENT ➢添加剂 OTHER ADDITIVES ➢密着促进剂 ADHESION PROMOTER ➢变色剂 BLEACH OUT OR PRINT OUT DYE
- 常用尺寸 24“ X 30 “
随着线路等级（小间距，细线路等等），新型曝光机已经不采用底 片作业，改采用DI曝光机（Direct Image）。
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1. 专业用语
1.5 显影点
显像点的定义：由于显像速度受到很多因素影响，例如：药水浓度、负荷量、 喷压、温度等。因此通常用显像点的位置来控制正确的显像速度。制程中已 有干膜贴附的“在制板”，于自动输送线显影槽上、下喷液中进行显影过程， 到达其完成冲刷而显现出清楚图形的“旅途点”。将已印刷预烤OK之PCB 静置15分钟后,依显影段长度X米,单片宽Y米之PCB，ZPNL，正常打开显影 机运作，Z PNL板中第Zn块板开始100%显影完成,则用Zn/Z100%，则称 之为显影点,一般界定在50-70%(1/2-2/3)。 ◇ 显像点的测试方法：用一片已压膜但未曝光的板子，剥膜后走显影线。 当板子中间走到显影槽的3/5处时，将显影槽的上、下喷管关闭，在蚀刻前 将板子取出，在观察板面的显影状况。如果板面全部显影完则为显影过度； 如果板面干膜全部残留则为显影不洁。
b.尺寸安定性较好
残留;
c.可用于薄板及细线
b.废水处理成本
a.微蚀(量)的管 控;
b.药水浓度管控.
磨刷法
a.成本低 b.制程简单，弹性
喷砂法 （Pumice）
a.表面粗糙均匀程度较 刷磨方式好
b.尺寸安定性较好 c.可用于薄板
a. 薄板不易进行 b. 薄板有变形风险 c. 刷痕深时易造成干膜填充
Cone Spray Flat Fan Spray
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1. 专业用语
1.8 蚀刻因子
蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的 铜面，称之为侧蚀(Undercut)，因而造成如香菇般的蚀刻缺陷，Etch Factor即为蚀刻质量的一种指针。Etch Factor一词在美国(以 IPC 为主 )的说法与欧洲的解释恰好相反。美国人的说法是“正蚀深度与侧蚀凹度 之比值”，故知就美国人的说法是“蚀刻因子 ”越大品质越好；欧洲的 定义恰好相反，其“因子”却是愈小愈好。很容易弄错。不过多年以来 ，IPC 在电路板学术活动及出版物上的成就，早已在全世界业界稳占首 要地位，故其阐述之定义堪称已成标准本，无人能所取代。
PCB流程简介-内层工艺简介
Version 1 Date: Jun.25th.2020
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内容
1. 专业用语 ……………………………………………………………….. 3 2. 流程概述 …………………………….…………………..…................. 12 3. 制程介绍 ………………………………………………………………... 14 4. 制程缺点 ………………………………………………………………... 32
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2. 流程概述
2.2 主要工作内容
根据客户对于线路图形的分布要求，结合PCB内部生产后道需求，将光板 （基板）上蚀刻出来图形的作业。
前处理
压膜/涂布
曝光
显影
蚀刻
去膜
基板（CCL）示意图
铜箔
线路
介电层（绝缘层）
介电层（绝缘层）
铜箔
蚀刻后线路示意图
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3. 流程介绍
3.1 前处理
底片
待曝光PCB
半自动曝光机
底片
半自动曝光机(合上上台面后）
底片图形转 移到干膜上
完成曝光后PCB
底片，是用于转移影像用的，底片上 的图形，也就是客户需要的线路图形， 然后PCB上在边框上附加了一些为了 生存辅助的图形。
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3. 流程介绍
3.4 曝光
曝光示意图
底片
UV光源
底片有透光区（透明处显示干膜的蓝色）和不透光区（黑 色处）；
不满而药水渗入 d.残胶的风险
a.须做刷痕测试，确定 刷深及均匀性
a.Pumice容易残留板面 b.机器维护不易（砂子）
a.粗糙度监控; b.异物残留监控.
使用哪种铜面处理方式，以产品的类别和制程能力来评估。
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3. 流程介绍
3.2 压膜
在经过前处理的基板表面，压上影像转移用的干膜。
放板
长也不可以，会造成显影不净问题，通常不超过24小时为宜。
PE膜
翻板
收板
干膜
感光树脂层+PET 压膜机（局部）
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3. 流程介绍
3.3 涂布
在经过前处理的基板表面，涂上影像转移用的干膜。
放板
粘尘
涂布
烘烤
粘尘
翻板
收板
油墨
湿膜是液体感光油墨，有蓝色，浅灰 色扥不同颜色，涂布在内层基板的油 墨厚度约10um附近，如果是浅灰色 的油墨，则因为很薄，颜色很浅，又 是透明的，所以远处看看不出来和涂 布前的基板有明显的颜色差异。
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1. 专业用语
1.1 主要原物料/治工具
基板
干膜
湿膜
PCB
底片
基板
待裁切
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1. 专业用语
1.2 干膜
是电路板影像转移过程用的干性感光薄膜阻剂,另有PE 及PET 两层皮膜 将PCB做夹心保护。现场压膜时将 PE 的隔离层撕掉，让中间的感光阻剂膜 压贴在板子的铜面上,在经过底片感光后，即可再撕掉PET（Mylar） 的保护 膜，进行显影，而形成线路图形的局部阻剂，进而可再执行蚀刻(内层)或电 镀(外层)制程，最后在蚀铜及剥膜后，即得到有裸铜线路的板面。
➢热安定剂 STABILIZER
➢可塑剂 PLASTICIZERS
➢平坦剂 LEVELING AND SLIP AGENT
➢消泡剂 DEFOAMER
Monomer 单体
30~60%
涂布滚轮
湿膜
PCB
Others 其他 1~10%
Binder粘 结剂
40~70%
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1. 专业用语
1.4 底片
有酸碱洗流程和微蚀流程两种，清洗铜面，油污，氧化，微蚀可以进一步增 加铜面粗糙度，为下一站的干膜/湿膜作业增加结合力；
碱洗
水洗
酸洗
水洗
烘干
碱洗
水洗
微蚀
水洗
酸洗
水洗
烘干
• 主要原物料：NaOH, H2O2， H2SO4 • 安定剂(用于H2O2， H2SO4 ）微蚀流程中
H2O2的稳定作业，避免快速分解。
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122. 流程概述
2.1 生产流程
干膜流程
前处理
压膜
曝光
显影
蚀刻
去膜
湿膜流程
前处理
涂布
烘烤
曝光
显影
蚀刻
去膜
干膜和湿膜流程，本质上是一样的，绝大部分产品，这两种流程都是可以使用的，干 膜和湿膜都是用来作为影像转移的媒介，透过UV光，把底片上的影像转移到干膜或 者湿膜上，因为干膜和湿膜日常分别是以固体和液体的形象存在，所以分别称为干膜， 湿膜。
PCB
涂布滚轮
因为涂布的湿膜是液体，所以，还需要有烘烤流程，把 油墨烤干，这样才能和其他治工具（底片）进行接触。
因湿膜很薄，所以，需尽可能减少搬运涂布后的基板， 避免湿膜被刮伤。
涂布后的基板
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3. 流程介绍
3.4 曝光
UV光通过底片照射到干膜上，使干膜发生一系列化学反应，从而使被光照部分 干膜发生聚合。反应后形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构，从而达到影像转 移效果。
铜箔 绝缘层
前处理后铜面 状况示意图
前处理作业，需要确保板面清洗干净，烘干，微蚀流程需要确保微蚀量符合 管控要求。
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3. 流程介绍
3.1 前处理
前处理是影像转移制程的基本流程，化学法只是其中一种，还有以下流程会使用到， 优缺点和注意事项如下：
处理方式
优点
缺点
注意事项
化学法
a.表面粗糙均匀程度好(药水） a.若清洗不凈会有药液
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水洗烘干段
4M 若为第六片已开始显影OK，则为：6/10*100%=60%
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1. 专业用语
1.6 蚀刻点 概念和显影点类似，将测试板一次放入蚀刻段，当第一片测试板走出蚀
刻段时，立刻关闭喷压，待走完水洗后，将板子取出，依照顺序排列在蚀刻 段出板处，计算出蚀刻点。 蚀刻点计算公式: 蚀刻干净的有效长度/蚀刻段的有效长度*100%。 蚀刻点未达到标准时，检查时刻草的喷嘴、喷压、速度、药液等，如有异常 进行调整。
蚀刻点通常管控70%±5%； 未达到标准时，检查时刻草的喷 嘴、喷压、速度、药液等，如有 异常进行调整。
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1. 专业用语
1.7 喷嘴 Cone Spray 锥形喷洒－－ 是指高压喷液的一种立体造型的水体(又分为空心及实心两种)，可形 成强力冲打细小水点的漏斗形雾状水体，以方便各种输送式湿制程的工 件。
洒、药水、抽风等）
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1. 专业用语
1.9 水破实验 水破实验必须每天测试一次，以便于我们对研磨及刷磨之后板面清洁状 况作一个监控，水破实验时间不能少于30秒，当出现异常情况时须进行 进料及设备的检查，水破实验合格后方可量产。 水破，是把经过前处理的线路板，放在水龙头下用水冲刷，关闭水后， 看水膜何时会破开，破开的时间就是水破时间。
粘尘
预热
粘尘
压膜
压膜原理：
贴膜时，先从干膜上剥下PE膜，然后在加热加压的条件下 将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软， 流动性增加，借助于热压轮的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成 压膜.
基板
当感光干膜在板子铜面上完成压膜动作后，最少需停置 15～
压膜后
30 分钟，使膜层与铜面之间产生更强的附着力；此停留的时 干膜 间称为“停置时间”，或者“Holding time”，停留时间过
3. 流程介绍
3.4 曝光
曝光前膜分子结构
IBiblioteka Baidu
I
I
I
I
I
曝光后膜分子结构
UV光
曝光后分子链聚合 变长，分子变大
expose
曝光时间(曝光量)的控制
在曝光过程中，干膜的光聚合 反应并非“一引而发”或“一曝即 成”，而是经过三个阶段。干膜中由 于存在氧或其他有害杂质的阻碍，因 而需要经过一个诱导的过程，在该过 程内引发剂分解产生的游离基被氧化 杂质所消耗，单体的聚合甚微。但当 诱导期一过，单体的光聚合反应很快 进行，胶膜的粘度迅速增加，接近于 突变的程度，这就是光敏单体急骤消 耗的阶段，这个阶段在曝光过程中所 占的时间比例是很小的。当光敏单体 大部分消耗完时，就进入了单体耗尽 区，此时光聚合反应已经完成。
B.湿度:55+5%
C.室内灯光:黄色
D.无尘度：1万级以上
＊室内灯光的安全光为红橙黄色（非紫外光），危险光为绿 色光，非安全光为蓝靛紫. 曝光作业在红橙黄光下作业都可 以，但考虑到颜色对人的情绪影响，黄光是比较合适的，所 以无尘室有时候也被称作“黄光室”。
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Dissolution rate rate
UV光可以透过透光区，照射到干膜，干膜被聚合；底片 不透光区域下的干膜，因为无法照射到UV光，所以干膜 不会被聚合；
此处也可以看看到，如果有异物在透光区，会影响到曝光。
UV光源
曝光是内层很重要的一个环节,线路的品质的和曝光非常密切
考虑到干膜的特性，生产的品质，通常曝光室（无尘室）的
作业条件是：
A.温度:22+2℃
抗蚀阻剂 B
C
C
Undercut/Side(C)=(B-A)/2
D Etch Factor (U.S.A)=D/C
Etch Factor (Europe)=C/D
A
IPC-A-600H之定义
蚀刻因子主要和以下因子相关 ： • 线路品质 • 电镀均匀性（外层） • 板面清洁度 • 铜箔结构 • 蚀刻设备（药水循环系统、喷
也就是图形线路分布图,在曝光过程中，通过透光区和不透光区域 的差异，对底片下的膜进行选择性的曝光，底片上的图形可以转移到干 膜/湿膜上。
• 底片Artwork种类 – 卤化银(黑白片) – 偶氮(棕片) – 金属底片 – 玻璃底片(Glass Photo-mask
• 卤化银底片(黑白片)
玻璃底片
- 厚度 7 mil
干膜经曝光后要再停置 15～30 分钟，让已感光的部份膜体，继续进行完整的
架桥聚合反应，以便耐得住显像液的冲洗，而细线路区仍能附着住不脱落，此